Aplicação dos dados polarimétricos ALOS/PALSAR-2 para modelagem de biomassa em florestas secundárias da Amazônia considerando o histórico de uso - Henrique Luis Godinho Cassol (2017)
As florestas secundárias (FS) têm um papel de destaque na Amazônia Brasileira, pois mantêm a biodiversidade e os serviços ecossistêmicos, além de contrabalancear parcialmente as emissões de carbono oriundas de desmatamento, degradação florestal e de outras fontes antropogênicas, acumulando carbono na biomassa. Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho é avaliar o uso dos dados polarimétricos oriundos do sistema de Radar (ALOS/PALSAR-2) para caracterizar e modelar o crescimento das FS (acúmulo de biomassa) em duas regiões da Amazônia Brasileira em função do histórico de uso do solo anterior ao abandono. O inventário florestal foi conduzido em duas áreas de estudo: 1) ao norte de Manaus, em ambos os lados da BR-174 e 2) ao sul de Santarém, próximo à Flona do Tapajós e da BR-163. O histórico de uso das FS foi obtido por meio da classificação de séries históricas de imagens Landsat, contendo o período de uso do solo (PUS), a frequência de cortes (FC) e a idade de cada mancha. A metodologia consistiu na extração de diversos atributos polarimétricos derivados das imagens de Radar para caracterizar as FS de Manaus e Santarém, como também para caracterizá-las quanto às classes de intensidade (CI) de uso do solo: 1 - PUS e/ou FC $≤$ 2 ou 2 - PUS ou FC > 2. Quatro métodos de análise de regressão foram testados para modelar a biomassa acima do solo (BAS) com o uso dos atributos polarimétricos em cada área de estudo: i) linear múltiplo, ii) não linear, iii) não linear de efeitos mistos (NLME Nonlinear Mixed Effects Model) e iv) não linear semi-empírico (EWCM - Extended Water Cloud Model). As diferenças estruturais e florísticas observadas nas FS de Manaus e de Santarém resultaram na importância de diferentes atributos para caracterizá-las quanto às CIs. Em Manaus, os atributos polarimétricos que permitiram separar as FS por CI foram o termo de polarização cruzada da matriz de coerência da decomposição de Cloude (T33_C) e o ângulo de elipticidade médio de Touzi (TVSM$_{τ_s}$). Em Santarém, diversos atributos polarimétricos foram capazes de separar as CIs, com destaque para o termo real da matriz de covariância entre os canais HH e VV (C$_{12_real}$) e o segundo termo da diagonal da matriz de coerência da decomposição de Cloude (T22_C). Os modelos lineares múltiplos apresentaram o melhor desempenho, ou seja, menor erro padrão da predição (RMSEP), menor viés da predição e maior valor de R$^{²}$ pela validação cruzada. Os atributos mais importantes para a modelagem de BAS, entretanto, foram distintos em cada área de estudo por conta das variações estruturais observadas entre as mesmas, como acúmulo de biomassa, diversidade e densidade de espécies e indivíduos. O desempenho do modelo linear múltiplo para estimativa de BAS nas FS de Santarém foi de R² = 0,37 e RMSEP = 13,19 Mg.ha$^{-1}$ (8,9 %); e em Manaus foi de R$^{²}$ = 0,70, RMSEP = 8,2 Mg.ha$^{-1}$ (7,7 %), quando informações sobre o histórico de uso foram inseridas no modelo. Conclui-se que os modelos ajustados para uma área de estudo não podem ser utilizados para estimar a BAS de outra sem a relativa perda de precisão e que as informações sobre o histórico de uso contribuem para melhorar as estimativas de BAS nas FS da Amazônia Brasileira.